การศึกษาแบบจำลองการเผาไหม้ก๊าซไฮโดรเจนในเครื่องเผาไหม้ขนาดเล็กร่วมกับอุปกรณ์ไหลเวียนอากาศเสียเพื่อเพิ่มพลังงานจากการแผ่รังสี
คำสำคัญ:
เครื่องเผาไหม้ขนาดเล็ก, อุปกรณ์นำไอเสียกลับมาใช้ทรงกระบอก, อุปกรณ์นำไอเสียกลับมาใช้ทรงหกเหลี่ยม, อุณหภูมิผิว, พลังงานจากการแผ่รังสีบทคัดย่อ
การศึกษานี้มุ่งเน้นการศึกษาแบบจำลองการเผาไหม้ก๊าซไฮโดรเจนสำหรับเครื่องเผาไหม้ขนาดเล็ก (Micro combustor) เพื่อเพิ่มการแปลงผันพลังงานจากจากไฮโดรเจนเป็นพลังงานไฟฟ้า โดยวิเคราะห์ที่อุณหภูมิผิวเครื่องเผาไหม้ขนาดเล็กและพลังงานจากการแผ่รังสี (Emissive power) เพื่อส่งผ่านไปยังอุปกรณ์กำเนิดไฟฟ้า งานวิจัยนี้ศึกษาปัจจัยที่มีผลกระทบ ได้แก่ รูปทรงสี่เหลี่ยม ทรงกระบอก และรูปทรงหกเหลี่ยม อุปกรณ์นำไอเสียกลับมาใช้ (Exhaust Gas Recirculation, EGR) ที่อัตราการไหลของก๊าซไฮโดรเจน 1.8551´10-5 kg/s และที่อัตราส่วนสมมูลเท่ากับ 1.0 จากผลการศึกษาพบว่า รูปทรงหกเหลี่ยมและรูปทรงกระบอกส่งผลต่ออุณหภูมิผิวเครื่องเผาไหม้ขนาดเล็กสูงกว่ารูปทรงสี่เหลี่ยม (แบบจำลองอ้างอิง) 18.8-19.7 oC และพลังงานจากการแผ่รังสีเพิ่มขึ้นจากแบบจำลองอ้างอิงรูปทรงสี่เหลี่ยม 12.2-12.4% นอกจากนี้ การเพิ่มอุปกรณ์นำไอเสียกลับมาใช้รูปแบบทรงกระบอก (Cylindrical EGR, CEGR) และรูปแบบทรงหกเหลี่ยม (Hexagonal EGR, HEGR) ส่งผลให้มีพลังงานจากการแผ่รังสีจากเครื่องเผาไหม้ขนาดเล็กสูงขึ้น 2.0 วัตต์ และ 1.6 วัตต์ ตามลำดับ จากผลการศึกษาสามารถสรุปได้ว่าเครื่องเผาไหม้ก๊าซไฮโดรเจนขนาดเล็กรูปทรงกระบอกร่วมกับอุปกรณ์นำไอเสียกลับมาใช้รูปแบบทรงกระบอกและวัสดุพรุน สามารถผลิตพลังงานได้สูงสุดจากการแผ่รังสี 12.26 วัตต์ ซึ่งเพิ่มขึ้นจากแบบจำลองอ้างอิง 33.7%
เอกสารอ้างอิง
Aravind, B., Raghuram, G.K.S, Kishore, V.R. and Kumar, S. 2018. Compact design of planar stepped micro combustor for portable thermoelectric power generation. Energy Conversion and Management 156: 224-234.
Jejurkar, S. and Misha, D.P. 2009. A review of recent patents on micro-combustion and applications. Recent Patents on Engineering 3(3): 194-209.
Hua, J.S., Wu, M. and Kurichi, K.M. 2005. Numerical simulation of the combustion of hydrogen–air mixture in micro-scaled chambers Part II: CFD analysis for a micro-combustor. Chemical Engineering Science 60(13): 3507-3515.
Lei, Y., Wei, C. and Lei, J. 2016. Combustion and direct energy conversion inside a micro combustor. Applied Thermal Engineering 100: 348-355.
Pan, J.F., Wu, D., Liu, Y.X., Zhang, H.F., Tang, A.K. and Xue, H. 2015. Hydrogen/oxygen premixed combustion characteristics in micro porous media combustor. Applied Energy 160: 802-807.
Di Sarli, V., Trofa, M. and Di Benedetto, A. 2020. A Novel Catalytic Micro-Combustor Inspired by the Nasal Geometry of Reindeer: CFD Modeling and Simulation. Catalyst 10(6): 606.
Su, Y., Song, J., Chai, J., Cheng, Q., Luo, Z., Lou, C. and Fu, P. 2015. Numerical investigation of a novel micro combustor with double cavity for micro thermophotovoltaic system. Energy Conversion and Management 106: 173-180.
Su, Y., Cheng, Q., Song, J. and Si, M. 2016. Numerical study on a multiple-channel micro combustor for a micro-thermophotovoltaic system. Energy Conversion and Management 120: 197-205.
Wan, J. and Fan, A. 2015. Effect of solid material on the blow-off limit of CH4/air flames in a micro combustor with a plate flame holder and preheating channel. Energy Conversion and Management 101: 552-560.
Wan, J., Fan, A., Yao, H. and Wei, L. 2015. Effect of thermal conductivity of solid wall on combustion efficiency of a micro – combustor with cavities. Energy Conversion and Management 96: 605-612.
Yang, W.M., Chou, S.K., Chua, K.J., Li, J. and Zhao, X. 2011. Research on modular micro combustor – radiator with and without porous media. Chemical Engineering Journal 168(2): 799-802.
Zuo, W., Jiaqiang E., Han, D. and Jin, Y. 2017. Numerical investigations on thermal performance of double-layer four-channel micro combustors for micro-thermophotovoltaic system. Energy Conversion and Management 150: 343-355.
ดาวน์โหลด
เผยแพร่แล้ว
รูปแบบการอ้างอิง
ฉบับ
ประเภทบทความ
สัญญาอนุญาต
ลิขสิทธิ์ (c) 2024 วารสารวิจัย มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลศรีวิชัย
อนุญาตภายใต้เงื่อนไข Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
เนื้อหาและข้อมูลในบทความที่ลงตีพิมพ์ในวารสารวิจัยมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลศรีวิชัย ถือเป็นข้อคิดเห็นและความรับผิดชอบของผู้เขียนบทความโดยตรง ซึ่งกองบรรณาธิการวารสารไม่จำเป็น ต้องเห็นด้วย หรือร่วมรับผิดชอบใดๆ
บทความ ข้อมูล เนื้อหา รูปภาพฯลฯ ที่ได้รับการตีพิมพ์ในวารสารวิจัย มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลศรีวิชัย ถือเป็นลิขสิทธ์ของวารสารวิจัย มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลศรีวิชัย หากบุคคลหรือหน่วยงานใดต้องการนำทั้งหมดหรือส่วนหนึ่งส่วนใดไปเผยแพร่ต่อหรือเพื่อการกระทำการใดๆจะต้องได้รับอนุญาตเป็นลายลักษ์อักษรจากวารสาร มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลศรีวิชัยก่อนเท่านั้น
